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开发手册

X-BCI 用户开发手册

引言

01

1.1适用范围

本手册适用于所有使用 X-BCI 设备进行开发的用户，包括科研人员、工程师、开发者等。

注：此版本适用于最小演示demo版本

快速入门

02

2.1 开发准备

开发套件包含：

云脑智能设备

云脑智能系统平台

云脑智能PC-GUI配套软件

2.2 云脑智能硬件说明

云脑智能硬件基本参数说明

类型 1通道设备 2通道设备 4通道设备 8通道设备 16通道设备
EEG采样率 250/500Hz 250/500Hz 250/500Hz 250/500/1000Hz 500/1000Hz
IMU采样率 10Hz 10Hz 10Hz 10Hz 10Hz
通讯接口 BLE/USB BLE/USB BLE/USB BLE/USB WIFI/USB

2.3 系统平台

操作系统：支持Win，MAC，Linux常用操作系统

数据传输协议：MQTT

2.4 PC-GUI配套软件

操作系统：支持Win10/Win11操作系统

推荐电脑配置：（至少满足以下硬件配置）

CPU：12代酷睿i5-12450H
CPU线程数：12线程
处理器加速频率：4.4GHz
WIFI：双天线Wi-Fi 6
内存频率：4800MHz
内存需求：8G以上

通信接口：蓝牙，WiFi，USB串口

设备硬件协议规范

03

3.1 设备通信协议

蓝牙协议：支持1/2/4/8-BCI设备

// 二进制协议帧格式
struct {
uint16_tstart_flag;  // 包头
uint8_t payload_len;
uint16_tcommand_id;
uint8_t payload[XXXX];
uint8_t end_flag;    // 包尾
} device_frame;

WiFi协议：支持16-BCI设备

// MQTT协议帧格式
客户端发布PUBLISH报文
Topic: <Device_ID>/payload

3.2 EEG数据格式

类型 通道数量 数据格式 采样频率 发送频率 数据长度
蓝牙 1通道设备 uint8_t[3] 500Hz 128ms 192字节
蓝牙 2通道设备 uint8_t[3] 500Hz 64ms 192字节
蓝牙 4通道设备 uint8_t[3] 500Hz 32ms 192字节
蓝牙 8通道设备 uint8_t[3] 500Hz 16ms 192字节
WiFi 16通道设备 uint8_t[3] 500Hz 1ms 24000字节

3.3 EEG佩戴检测数据格式

类型 通道数量 数据格式 采样频率 发送频率 数据长度
蓝牙 4通道设备 uint8_t[3] 500Hz 640ms 960字节
蓝牙 8通道设备 uint8_t[3] 500Hz 1.28s 1920字节
WiFi 16通道设备 uint8_t[3] 500Hz 2.56s 3840字节

3.4 EEG导联数据格式

类型 通道数量 数据格式 采样频率 发送频率
蓝牙 4/8通道设备 uint16_t 2Hz 500ms
WiFi 16通道设备 char 2Hz 500ms

3.5 IMU数据格式

传感器类型 数据格式 量程 采样频率 发送频率
加速度计 int16_t[3](ax,ay,az) ±16g 10Hz 100ms
陀螺仪 int16_t[3](gx,gy,gz) ±2000dps 10Hz 100ms

基础应用开发

04

4.1 EEG数据采集与应用

4.1.1 EEG数据的采集

主要用于采集云脑智能设备的原始EEG数据

环境准备：
云脑智能设备
云脑智能PC-GUI配套软件
方法和步骤：
软件界面截图1

设备类型选择X-BCI设备（演示为4-BCI设备）

然后"搜索设备"

设备蓝牙列表中，选择设备ID

填写基本用户信息

记录类型选择"EEG"

连接设备

软件界面截图1
软件界面截图1

佩戴检测模式，一段时间后，当通道阻抗均为绿色和黄色时，可进入EEG数据采集

注：以4通道BCI设备为例

点击"开始记录"进入EEG数据采集

软件界面截图1

此时可以在PC本地或者云脑智能系统平台上查询到该设备上传的EEG数据

注：PC本地路径为"C盘根目录"

软件界面截图1

4.1.2 EEG数据的查询和下载

主要通过云脑智能系统平台查询和下载云脑智能设备的EEG原始数据

环境准备：
X-BCI系统平台
方法和步骤：
软件界面截图1

1. 系统平台数据分析模块，选择数据检索

2. 设备类型里面选择需要查询的几通道设备（例为4通道BCI设备）

3. 设备列表里面选择需要查询的设备ID

4. 选择需要查询的数据日期

5. "查询"即可

6. 可查询到在该时间范围内一共有多少条EEG数据

7. 点击"下载原始数据"即可完成EEG数据的下载

软件界面截图1

4.1.3 EEG数据的分析

说明：X-BCI系统平台下载的EEG数据文件，EEG数据为原始EEG数据（去除包头包尾等字段）

解析格式：时间戳+EEG原始数据

软件界面截图1

4.2 X-BCI算法模型的应用

说明：目前X-BCI算法模型只支持4通道BCI设备的"注意力计算模型"

目前算法模型的应用有如下两种方式：

1.查询设备EEG数据后，直接调用算法，进行模型计算，然后算法会给出模型计算的结果文件

软件界面截图1 软件界面截图1

2.本地EEG数据导入，进行算法模型计算

- 进入算法模型的模型列表页面

软件界面截图1

- 在注意力计算模型里面，选择”开始使用”

- 上传需要算法分析的云脑智能设备EEG原始数据文件

- 然后算法会给出模型计算的结果文件

软件界面截图1

4.2.1 模型计算数据的分析

软件界面截图1

格式：class:结果         值：0不专注；1专注

附录

05

5.1 协议文档

本手册适用于所有使用 云脑智能 设备进行开发的用户，包括科研人员、工程师、开发者等。

注：此版本适用于最小演示demo版本

软件界面截图1